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PDH-SDH-ATM帧结构大全
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2015-10-12 15:44
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hsg1126
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PDH-SDH-ATM帧结构大全
15-9-1 4.2 ATM分层结构
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4.2 ATM分层结构
我们在4.1.2介绍了B-ISDN/ATM协议参考模型,知道了B-ISDN/ATM 协议参考
模型PRM是一个立体的分层结构,该模型由三个平面和四层组成(参见图4.3)。
本节将详细介绍ATM分层结构。
4.2.1 物理层
4.2.1.1 物理层基本结构和功能
物理层是连接用户与网络或网络与网络的传输系统。在传统的网络中,物理层
仅在物理媒体上传输比特流,而ATM的物理层比一般网络的物理层要复杂的多,
功能也要多。ATM物理层位于B-ISDN协议参考模型的最底层。其物理条件因应
用场合和接口的不同有所区别,即在UNI和NNI中有一些差异。本节主要讨论
UNI的物理层功能。
物理层主要用来传输信息,其目的是实现信元在物理传输媒体上无差错的传
输,因此对传输信息的物理媒体的种类、比特定时、传输帧结构、信元在传输
帧内的位置作出了规定。物理层在发送端将ATM层送来的信元(包括除HEC外的
信头和48字节信元净荷)转换成可以在物理媒体上传输的比特流,在接收端将物
理媒体传送来的比特流转换为信元再传送给ATM层。
物理层分为物理媒体相关子层PM(Physical Media dependent)和传输汇聚子
层TC(Transmission Convergence)。PM负责不同媒体中的比特流传输,TC子
层负责信元流和比特流的相互转换。
4.2.1.2 物理传输媒体类型及信元传送形式
ATM物理传输媒体可以有如下几种:
ATM信元在物理媒体上传送的形式可分为两大类:
ATM信元在物理媒体上传送的形式是多种多样的,不同的传输媒体的传输帧适配
功能不同。ITU-T定义了3种传输帧适配规范:基于SDH、基于PDH和基于信元的
规范。ATM论坛又增加了第四种,基于FDDI的规范。基于SDH和基于PDH的传输
称为成帧结构,它们都属于同步传输,因为不管有没有用户信息要传送,物理
层每隔一定时间都要发送一个帧。而信元形式和FDDI的传输则称为无帧结构,
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它们采用纯通道传输,信元在物理媒体中异步传输,每个信元以信头开始,传
出53个字节结束,没有结尾标志。
4.2.1.3 物理媒体相关子层(PM)
物理媒体相关子层(PM)负责在不同的物理媒体上正确地发送和接收数字比特,
并将数字比特流送到TC子层。为了完成不同媒体中的比特流传输,PM子层应能
提供线路的编码、解码、比特定时及各种不同类型媒体的接口等功能。
1. 线路的编码和解码
为了确保以正确地可识别的格式收发ATM信元,在发送端需要进行编码,在接收
端应解码。对应于不同的传输媒体,线路编码方式和要求不同。如:
(1) 在PDH系统的E1、E3线路中,比特流具有125μs的帧结构,采用三阶高
密度码HDB3(High Density Bipolar)编码方式。
(2) 在FDDI传输系统中,采用4B/5B和不归零反转码NRZI(Non Return to
Zero Inverted)编码方式。
(3) 对于155Mbit/s 的SDH电接口,采用反转码CMI(Coded Mark
Inversion)编码方式。
(4) 对于155Mbit/s和622Mbit/s的SDH光接口,采用不归零码NRZ(Non
Return to Zero)编码方式。
2. 比特定时
为发送的信号产生定时时钟信号以使接收端取得同步信息。经过编码的信息码
流中含有比特定时信息,可保证接收端正确地恢复时钟。
3. 物理媒体接口
物理媒体接口根据不同传输系统有各种接口类型、传输速率、编码格式和传输
距离。表4.1列出了目前ATM可用的物理层接口。本节仅介绍几种常用的物理接
口。
表4.1 ATM UNI物理层接口
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(1) 基于PDH的E1接口
a. E1的帧格式
E1是我国和欧洲采用的PDH第一级接口速率,E1的帧格式由ITU-T G.704规定,
一条E1传输链路有32条64Kbit/s信道,其中TS0用于传送同步信息,TS16用于
传送信令信息,TS1~TS15和TS17~TS31用于传送语音信息。E1传输帧长为
256b(32×8b),总传输速率为2.048Mbit/s,采用HDB3编码,传输媒体为75Ω
同轴电缆或120Ω的双绞线,电平为±2.37V。
b. E1帧格式的信元映射
E1帧格式的信元映射由ITU-T G.804规定。ATM信元到E1传输帧的映射采用字节
同步,而不是帧同步,即一个信元可以跨越两个传输帧,信元传输速率与E1传
输速率通过在有效ATM信元之间插入空信元实现匹配。由于E1中信道0和信道16
作为专用,只有信道1~15和信道17~31用来传输信息,所以ATM信元将插入信道
1~15和信道17~31。ATM信元吞吐率为2.048×(30/32)=1.920Mbit/s,ATM信元
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通过E1传输的实际净荷带宽为2.048×(30/32)×(48/53)=1.739Mbit/s,约占
总传输带宽的85%。E1帧格式的信元映射。
图4.8 E1帧格式的信元映射
(2) 基于PDH的E3接口
a. E3的帧格式
E3是我国和欧洲采用的PDH第三级接口速率,ITU-T G.751规定的E3帧格式。E3
是由4个E2(8.448Mbit/s)经正码速调整后按逐比特复接方式产生的,而E2信道
又是由4个E1(2.048Mbit/s)信道多路复用产生的。E3的传输帧长为
1536b(384×4),总传输速率为34.368Mbit/s,也采用HDB3编码,双向传输媒
体都为75Ω同轴电缆,电平为1.0V。
b. E3帧格式的信元映射
E3帧格式的信元映射与E1一样,都由ITU-T G.804规定。但是使用的E3帧格式
不是G.751规定的格式,而是G.832规定的新格式。这是因为ATM信元映射到
G.751的E3帧格式很困难,E3的每一子帧能够承载净荷的位数只能是4的整数倍
(如图4.10第1组384-12=372),使得ATM信元到E3传输帧的映射只能采用半字节
同步。而G.832规定的帧长为537B,其中7B用于附加功能,这就使ATM信元在
530B净荷上实现了字节同步传输(10个ATM信元精确对应530B)。信元传输速率
与E3净荷传输速率也通过插入空信元实现匹配。ATM信元吞吐率为
34.368×530/537=33.920Mbit/s, ATM信元通过E3传输的实际净荷带宽为
34.368×(530/537)×(48/53)=30.72Mbit/s,约占总传输带宽的89.3%。ATM
信元映射到G.832 E3帧格式。
(3) 基于PDH的E4接口
c. E4的帧格式
E4是我国和欧洲采用的PDH第四级接口速率,ITU-T G.751规定的E4帧格式。E4
是由4个E3经正码速调整后按逐比特复接方式产生的,E4的传输帧长为
2928b(488×6),总传输速率为139.264Mbit/s,也采用HDB3编码,双向传输
媒体都为75Ω同轴电缆,电平为1.0V。
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d. E4帧格式的信元映射
E4帧格式的信元映射也是由ITU-T G.804规定的。同E3一样不采用G.751规定的
格式,而采用G.832规定的格式,G.832规定的帧长为2176B,其中16B用于附加
功能,ATM信元在2160B净荷上实现字节同步传输。信元传输速率与E4净荷传输
速率也通过插入空信元实现匹配。ATM信元吞吐率为
139.264×2160/2176=138.240Mbit/s, ATM信元通过E4传输的实际净荷带宽
为139.264×(2160/2176)×(48/53)=125.198Mbit/s,约占总传输带宽的
89.9%。ATM信元映射到G.832 E4帧格式。
(4) 基于SDH的STM-N接口
e. SDH的基本概念
同步数字系列SDH(Synchronous Digital Hierarchy)最早是由美国等北美国
家所建立的同步光纤网SONET(Synchronous Optical Nework)的标准所提出
的,它是以光纤为媒体的传输系统,1988年由ITU-T建议为SDH标准,在ITU-T
Q.707、Q.708、Q.709标准中分别定义了SDH的速率、信号结构和复用结构。
SDH采用一套标准化的信息结构等级,称之为同步传输模块STM-N(Synchronous
Transfer Mode-N,N=1,4,16,…),其中STM-1为基本模块,传输速率为
155.520Mbit/s,其它模块的速率是STM-1的整数倍,即STM-N=N×STM-1。SDH
有两个版本:欧洲ETSI SDH和北美ANSI SONET。在SONET中与STM相对应的是
同步传输信号STS(Synchronous Transport Signal)或光载波OC(Optical
Carrier)。SDH和SONET的区别不大,其中之一是SDH的STM-1与STS-3c/OC-3c
对应,其速率与对应关系见表4.2。
SDH的帧结构是一个块状结构,下面以STM-1为例简单介绍SDH帧结构。STM-1帧
结构为9(行)×270(列)=2430B(19940bit),其中前9(行)×9(列)=81B是比特
开销,分段开销SOH(SectionOverhead)和管理单元指针AU PTR(Administer
Unit pointer)两部分,其余9(行)×261(列)=2349B是净荷。STM-1的传输速
率为155.52Mbit/s,传输顺序为从左到右,从上到下,帧周期为125μs,净荷
带宽为155.52×2349/2430=150.34Mbit/s。
表4.2 SDH与SONET的速率等级和对应关系
SOH是为保证信息净荷正常、灵活、有效传输所必须附加的字节,主要用于网络
的运行、管理和维护,SOH丰富是SDH的一个重要特点。AU PTR用来指示信息净
荷的第一个字节在STM-1帧内的准确位置,以便在接收端能正确分离信息净
荷,同时,利用指针调整技术可解决网络节点间的时钟偏差。信息净荷用于存
放各种信息容量,其中包含少量通道开销POH(Path Overhead)用于通道监视、
管理和控制。
图4.9显示了SDH一般复用映射结构。在SDH中,传送的信息都放在标准容器
C(Container)中。容器C是一种用来装载各种速率业务信号的信息结构,表示
为C-n(n=11,12,2,3,4),每种容器对应一种标称的输入速率,如C-11对应
1.544Mbit/s,C-12对应2.048Mbit/s,C-2对应6.312Mbit/s,C-3对应
34.368Mbit/s和44.736Mbit/s,C-4对应139.264Mbit/s,容器的基本功能是
速率适配。C-n又可分为基帧(C-n标准帧)、调整帧(含有调整比特的基帧)、复
帧(由几个连续的基帧组成的调整帧)和子帧(由基帧的几分之一构成的调整帧)
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四种类型,如C-11、C-12和C-2是由每四个连续的基帧组成一个复帧、C-3每连
续三行为一个子帧、C-4每一行为一个子帧。容器C中加入POH就形成虚容器
VC(Virtual Container),即VC-n=C-n+VC-n POH。VC分为低阶VC和高阶VC两
种,其中VC-11,VC-12,VC-2和TU-3前的VC-3为低阶VC,AU-3前的VC-3和VC-
4为高阶VC,VC是SDH最重要的的一种信息结构,可以作为一个独立实体在通道
中的任何一点插入或提取,以便进行同步复用或交叉连接处理。经VC出来的数
字流按规定的路线进入支路单元TU(Tributary Unit)或管理单元
AU(Adiministrative Unit)。TU由低阶VC加相应的支路单元指针TU-n PRT构
成,AU由高阶VC加相应的管理单元指针AU-n PRT构成,TU和AU的主要功能是通
过其指针在相应的帧内进行动态定位校准,准确指出相应VC的起始点位置。各
种TU和AU按字节交错间插再组合成支路单元组TUG(Tributary Unit Gruop)或
管理单元组AUG(Adiministrative Unit Gruop),如四个TU-11或三个TU-12或
一个TU-2组成一个TUG-2、一个TU-3或七个TUG-2组成一个TUG-3;一个AU-4或
三个AU-3组成一个AUG。最后在N个AUG的基础上,再加上SOH就形成了STM-N的
帧结构。
图4.9 SDH一般复用映射结构
由图4.9可见,各种信号进入STM-N帧的过程都要经过映射、定位校准和复用三
个步骤。
1)映射:将各种信号适配装入相应虚容器VC的过程,如各种速率的PDH信号分
别经过码速调整装入相应的标准容器C-n,再加入低阶或高阶POH,就形成了标
准的虚容器VC-n。映射的实质是使各种信号与相应的VC容量同步,使VC成为可
以独立进行传送、复用的实体。
2)定位校准:定位是将VC帧偏移信息收进TU和AU的过程,即通过TU PRT或AU
PRT指针准确指出相应VC的起始点位置。指针是虚容器的帧起点相对于支持它
的传输实体的帧参考点的帧偏移,用来指示信息净负荷的起点。指针调整技术
是SDH技术的一个重要特点,它消除了PDH中僵硬的大量硬件配置,使来自不同
业务的信息净荷可以同步传输。
3)复用:把多个低阶通道层信号适配进高阶通道,或把多个高阶通道层信号适
配进复用层的过程,即采用字节交错间插的方式将TU组合成TUG、AU组合成AUG
等。
图4.9所示结构的复用映射单元的基本参数如表4.3~表4.5所示。
表4.3 各类容器的主要参数
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表4.4 各类虚容器的主要参数
表4.5 各类支路单元和管理单元的主要参数
f. 基于SDH的ATM信元的映射
基于SDH的ATM信元映射是由ITU-T I.432建议规定的,它通过将每个信元的字
节结构与所用虚容器的结构进行定位校准的方法来实现信元映射。因为虚容器
的容量不一定是信元长度的整数倍,所以允许信元跨过VC的边界。信元的定界
问题可利用信头中的HEC来解决,在将ATM信元映射进VC前应先进行扰码处理,
以防止伪信元定界。下面以ATM信元映射进VC-4为例说明:先将ATM信元的界首
与C-4界首定位,由于C-4的容量是9×260=2340B不是53B信元的整数倍,所以
最后一个信元要跨越两个C-4容器。然后再在C-4中加入9B的VC-4 POH构成VC-4
后就可以在网络中传送了。
4.2.1.4 传输会聚子层(TC)
传输汇聚子层TC的主要任务是将信元流转换成可以在物理媒体上传输的比特
流。为了实现比特流和信元流的转换,TC子层应完成传输帧适配、信元速率耦
合、HEC控制、信元定界及信元净荷的扰码与解扰等功能。
1. 传输帧适配
传输帧适配指信元流与比特流转换时的格式适配。信元在物理层上以两种不同
的格式收发,一种是成帧格式(PDH/SDH帧格式),一种是无帧格式(ATM信元格
式)。对于这两种格式的传输帧适配完全不同。
(1) 成帧格式
PDH/SDH是具有125μs周期的帧格式,在发送端需要将信元流封装成适合传输
系统要求的帧格式送到PM子层,在接收端将PM子层送来的连续比特流进行帧定
位以便恢复成信元流。
(2) 无帧格式
ATM信元为无帧格式,可以在物理层上进行直接传输,不需要进行有关信元格式
与物理介质所利用的传输帧格式间的适配。信元可以逐比特地直接通过相应的
电信号或光信号进行传输。
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2. 信元速率耦合
信元速率耦合即为速率匹配功能,指信元流与比特流转换时的速率适配。它用
于基于帧的 传输,使信元流适于传输的比特流。方法是采用空信元,在发送端
插入,在接收端删除。
空信元的标准模式。
ITU-T建议I.321将此功能置于物理层的TC子层中,采用空信元方法。而ATM论
坛将此功能放在ATM层中,采用未赋值信元方法。ITU-T方法将ATM层视为独立
的,不考虑物理媒体层是否有同步时隙。
3. 信头差错控制(HEC)控制
信头差错控制HEC(Head Error Control)是用ATM信头第5字节校验编码来保证
ATM信头的正确。HEC码能纠正信头中的任意一位差错,也能检出多位差错。
HEC是对信头前4个字节作循环冗余校验编码CRC得到的。为了改善信元的定界
性能,发送端将经过CRC编码后形成的校验码再与固定码组01010101相加,其
值作为HEC字节(信头的第5个字节)。接收端先从HEC中减去这个固定码组,再
用HEC来纠错和检错。接收端HEC有两种工作方式,纠错方式和检错方式。
(1) 纠错方式--初始工作状态是纠错方式(也是缺省工作方式),它具有纠正
单比特错误和发现多比特错误的能力。如果检测到信头信息中有单比特错误,
则纠正误码重新得到正确的信头,同时切换到检错方式。如果检测到信头信息
中有多个比特错误,此时无法纠正错误,只好丢弃该信元,同时也切换到检错
方式。
(2) 检错方式--在检错方式下,如果检测到比特错误,则不论单个比特还是
多个比特,一律丢弃该信元,并继续工作于检错方式,直到检出无信头错误
时,保留该信元,同时切换回到纠错方式。
4. 信元定界
信元定界即为识别信元边界,从接收到的比特流中确定各个信元的起始位置。
方法是利用HEC在接收的比特流中寻找信元边界,一旦使用HEC找到了几个信
头,就能区分出信元。这一过程在标准中称为以HEC为基的信元定界。具体方法
如下:
(1) 在发送端,将信头的前4个字节(共32位)记作二进制多项式。如:
1001…101记作X31+X28+X2+1。将此多项式乘以X8,再除以生成多项式G(X)=
X8+X2+X+1,求出余式:R(X)= aX7+bX6+…+h(CRC运算)。
(2) 将编码后形成的校验码R(X)的系数再与固定码组C(X)= X6+X4+
X2+1(01010101)作模2和运算,并将运算结果置于HEC字段中发出。
(3) 在接收端,先从HEC中减去这个固定码组,即将接收到的比特流中的某
个字节与C(X)作模2和运算。
(4) 将步骤(3)的运算结果与前4个字节相加,再除以生成多项式G(X),求出
其CRC运算结果。
(5) 找出CRC运算结果为零的5个字节,就是信头。
5. 信元净荷的扰码与解码
信元净荷的扰码与解码是为防止信元净荷中可能出现“伪HEC码”,对信头以外
的信元净荷部分进行变换的处理过程。方法是在发送端采用扰码器对信元净荷
加扰,即将信元净荷的信息表示成二进制的多项式,再加入扰码器的生成多项
式,使信元净荷随机化。在接收端用解扰器进行逆运算使其复原。对于成帧格
式和无帧格式,采用的扰码方式不同:
(1) 对基于PDH和SDH的成帧格式,采用自同步扰码SSS(Synchronized
Sample Scrambling),生成多项式为X43+1。
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(2) 对基于信元方式的无帧格式,采用分散抽样扰码DSS(Distributed
Sample Scrambling),生成多项式为X31+X28+1。
注意:仅对信元净荷进行加扰码与解扰操作,对信头不要进行此操作,因为扰
码会增加误码率。另外,当系统处于搜索状态时,不要进行加扰和解扰操作,
只在预同步和同步状态时才进行加扰和解扰操作。
4.2.2 ATM层
4.2.2.1 ATM层概述
1. ATM层位置
ATM层位于B-ISDN协议参考模型的第二层,在物理层之上利用物理层所提供的
传输通道,在AAL层之下为AAL层提供服务。ATM层不分用户面和控制面,对用
户面和控制面的信息的处理方式是一致的。在ATM网络中,无论是ATM终端设备
还是ATM交换节点都具有ATM层。只是ATM终端设备的ATM层上面同时具有用户面
和控制面的AAL,而ATM交换节点的ATM层上仅有控制面的信令适配层SAAL,参
见图4.10。
图4.10 ATM层位置及其在ATM网络中的状态
2. ATM层功能
ATM层主要功能有:
(1) 基本流量控制
(2) 信头产生与提取
(3) 信元复用和分用
(4) 信元VPI/VCI转换
(5) 处理净荷类型
(6) 保证服务质量
4.2.2.2 ATM层功能的实现
ATM层的全部功能都由信头实现。根据UNI和NNI不同的信头结构,ATM用户终端
和ATM交换节点的ATM层的功能也不同。ATM信头结构已在4.1.3.2节中介绍,本
节详细介绍ATM层功能实现过程。
1. ATM用户终端的ATM层功能
对于ATM用户终端的ATM层来讲,它所完成的核心功能在于添加/去除信头
(VPI/VCI),即在发送端,给AAL层所切割的信元净荷加上信头形成信元以便送
到物理层传送;在接收端,去掉信头,恢复成信元净荷送往AAL层。另外,根据
UNI信头的结构,利用其信头中各个功能字段可实现以下功能。
(1) 基本流量控制(GFC功能)
在接有多个终端的多端口型UNI中,如当用户系统由NT2构成时,由基本流量控
制(GFC)在保证通信质量的前提下,公平而有效的处理各个终端发送信元的请
求,实现流量控制。
(2) 信元的复接与分接(VPI/VCI功能)
发送时由多个虚通道(VP)和虚通路(VC)合成一条信元流;接收时由一条信元流
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分解成多条VP和VC。ATM层是通过分配与识别信头中的VPI和VCI的值实现信元
的复接与分接功能的。因为VPI与VCI指示一个信元所属的VP与VC,当发送端为
多个信元分配相同的VPI+VCI值时,就相当于将这些信元复接在一条VC中;当
为多条VC中的信元分配相同的VPI值时,就相当于将这些VC复接到一条VP中。
在接收端,通过识别信头中的VPI与VCI值,可确定信元所属的VP与VC,从而完
成信元的分接功能。
(3) 指示净荷类型(PT功能)
净荷类型PT为3bit, 最低位是AAL指示位,用于用户在端到端间区分信息字段
的内容,如在AAL5中识别帧的继续与结束;第2位是显示前向拥塞指示
EFCI(Explicit Forward Congestion Indication),用于指示上游拥塞;最
高位为信元类别,用于识别用户信息信元和运行操作信元。PT编码的意义参见
表4.6。
用户终端的ATM层根据用户传送的信息填写PT(在发送端)或检查PT(在接收
端),以作相应处理。
表4.6 净荷类型PT编码
(4) 保证一定的服务质量(CLP功能)
呼叫建立期间,用户应向网络表明所要求的服务质量QoS。ATM层信元丢失会影
响QoS,为保证一定的QoS,ATM层要求用户或业务提供者在信头中填写CLP域,
以表示此信元的丢失优先级。等级高的信元的CLP值为0,可丢弃的信元的CLP
为1。
2. ATM交换节点的ATM层功能
对于ATM交换节点的ATM层来讲,它所完成的核心功能在于信头(VPI/VCI)的变
换,通过信头变换的实质是实现VP交换和VC交换功能。根据NNI信头的结构,
利用其信头中各个功能字段可实现以下功能。
(1) 信元VPI/VCI转换(VPI/VCI)
信元在ATM网络中是沿着一条虚连接由发送端传送到接收端的。所谓虚连接,是
指在一个物理信道上,划出许多逻辑信道,当建立连接时,将相应的逻辑信道
指定用于连接某两个用户,在拆除该连接后,该逻辑信道又可再分配给其它用
户使用。虚连接可以在两个层次上建立,即为虚通道连接(VPC)和虚通路连接
(VCC),分别由一系列的VP链路与VC链路首尾相接构成,并用VPI和VCI来分别
标识。交换节点的ATM层识别所收到的信元的VPI和VCI值,确定该信元所属的
输入VP/VC链路,根据本节点前后级链路的对应关系,确定所对应的输出VP/VC
链路,将信头的VPI+VCI值进行相应变换。这样,相当于将某条输入VP/VC链路
中的信元交换到另一条输出VP/VC链路上去,完成了VP交换和VC交换功能。
(2) 净荷类型处理(PT)
交换单元节点的ATM层根据信头中的PT值对信元进行不同处理。如果是用户信
息,就将净荷直接传送,如果是网络管理信息,将交送管理实体处理。
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(3) 保证一定的服务质量(CLP)
交换节点的ATM层根据信头中的CLP值对信元进行优先级管理,以保证网络的
QoS。
4.2.2.3 ATM层与相邻层的通信
ATM层与相邻层间是通过服务原语来交换信息的。为了了解ATM层与其相邻层的
通信,下面先来回顾一下有关的术语。然后再来讨论ATM层与AAL层、ATM层与
物理层的通信。
1. 有关术语
在著名的开放系统互连OSI中,OSI的任一层都可以与其它三个层进行通信,即
其上一层、下一层以及与它通信的系统的对等层。下面先介绍OSI通信中常用的
术语。
(1) 原语(primitive)
原语是OSI系统内相邻层之间对话的基础。原语有请求、指示、响应和证实四种
类型。原语可包含一定的信息和附加参数。
请求原语(request)--由(N+1)实体发往(N)实体,表示(N+1)实体请求(N)
实体提供指定N服务;
指示原语(indication)--由(N)实体发往(N+1)实体,用以通知(N+1)实体
发生的事情;
响应原语(response)--由(N+1)实体发往(N)实体,表示对(N)实体最近一
次送来指示的响应;
证实原语(confirm)--由(N)实体发往(N+1)实体,表示该(N+1)实体完成
服务。
图4.11给出了这几个原语的示意。
图4.11 原语示意图
(2) 数据单元
数据单元是OSI系统内服务、协议进行通信时作为信息传递的单位。常用的数据
单元有如下几种:
1) 服务数据单元SDU(Server Data Unit)
SDU是相邻层实体间传递信息的数据单元,一般将(N+1)层与(N)层之间传递的
服务单元记为(N)SDU。
2) 协议数据单元PDU(Protocol Data Unit)
PDU是对等层实体间传递信息的数据单元,一般将(N)层协议数据单元记为
(N)PDU。
SDU与PDU之间的关系为:
上层PDU即为本层SDU,即:(N+1)PDU=(N)SDU;
某层的SDU加上该层的协议控制信息PCI(Protocol Control Information)就
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是该层的PDU。即:(N)PDU =(N)SDU +(N)PCI。
3) 接口数据单元IDU(Interface Data Unit)
相邻层实体间通过层间服务访问点(SAP)一次交互信息的数据单元。一般将(N)
层接口数据单元记为(N)IDU。
SDU、PDU和IDU之间的关系如图4.12所示。
图4.12 SDU、PDU和IDU的关系
2. ATM层与AAL层的通信
ATM层与AAL层交互的原语有请求原语和指示原语两种。
(1) ATM-DATA. Request(ATM-SDU,AUU,SLP,CI)-由AAL层送给ATM层,
表示请求ATM层通过一条ATM连接将一个本地AAL实体产生的ATM-SDU传送到其对
等实体去。此原语中包含的参数意义为:
ATM-SDU-ATM服务数据单元,此参数包括48字节数据(即AAL-PDU)在对等
的AAL实体间透明传送;
AUU(ATM-User-to-ATM-User)-ATM用户至ATM用户指示,此参数用于对等
AAL实体间的控制,ATM层仅对其透明传送;
SLP(Submitted Loss Priority)-提交的丢弃优先级,此参数给出请求传
送ATM-SDU的相对重要性,它仅能取两种值以区分优先级的高低;
CI(Congestion Indication)-拥塞指示,此参数表示ATM-SDU在传送途中
是否经历过发生拥塞的节点,本参数为可选项。
(2) ATM-DATA. Indication(ATM-SDU,AUU,SLP,CI)-由ATM层发送给AAL
层,表示在某条ATM连接上接收到一个ATM-SDU。此原语中包含的参数的意义与
request原语中的意义相同,只是其参数CI为必选项。
3. ATM层与物理层的通信
ATM层与物理层交互的原语也有请求原语和指示原语两种。
(1) PHY-DATA. Request(PHY-SDU)-由ATM层发给物理层,表示请求层通过
一条已存在的物理连接将一个信元从本地ATM实体传送到其对等实体去。此原语
中包含的参数只有一个。
PHY-SDU-物理层服务数据单元,实际就是一个ATM信元;
(2) PHY-DATA. Indication(PHY-SDU)-由物理层发送给ATM层,表示物理层
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收到一个信元,此原语也只有一个参数,与 request原语相同。
4.2.2.4 ATM层工作过程
ATM层的工作过程以接收一个相邻层发来的原语开始,到向相邻层发出另一原语
结束。根据用户终端与交换节点功能的不同,其工作过程也有差别,下面分别
来讨论。
1. 用户终端的ATM层的工作过程
g. 发送端工作过程
在发送端,当ATM层收到一个ATM.DATA.request原语后,开始以下发送信息过
程:
(1) ATM层读取原语中的ATM-SDU参数作为用来组装信元的用户信息。
(2) 生成信头各字段的内容,包括:
根据原语经过的连接端点地址,确定此ATM-SDU需要哪条ATM连接传送,由
此产生信头中的VPI+VCI字段;
根据原语中提交的丢弃优先级参数(SLP)来生成信头中的CLP字段;
根据此原语是否来自管理实体,以及AUU、CI等参数来生成信头中的PT字
段。
(3) 将生成的各字段组装成信头格式,并将其加在ATM-SDU之前构成一个完
整的信元,即为ATM-PDU。
(4) 向物理层发PHY-DATA.request原语,以ATM-PDU作其中的参数PHYSDU
。
h. 接收端工作过程
在接收端,当ATM层收到一个PHY.DATA.indication原语后,开始以下接收信息
过程:
(1) ATM层读取原语中的PHY-SDU参数,将信头与用户信息分离。
(2) 识别信头各字段的内容,包括:
根据信头中VPI+VCI字段,识别到达信元所属的ATM连接,并确定其在
ATM/AAL接口上对应的连接端点地址。
根据PT字段内容确定此原语是否是送交管理实体,并产生AUU、CI等参
数。
(3) 向AAL发ATM-DATA.indication原语,以信元中的用户信息作原语的
ATM-SDU参数。
用户终端中ATM层发送信息的过程如图4.13所示,接收信息的过程为其逆过
程。
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图4.13 用户终端ATM层工作过程
2. 交换节点的ATM层的工作过程
交换节点的ATM层对控制面信息的处理与用户终端中的情况相同,这里不再重
述。下面介绍交换节点的ATM层对用户面信息的处理过程。
(1) ATM层由与输入链路相连接的物理层接收一个PHY-DATA.indication原
语。
(2) 识别输入信头的内容并生成输出信头,包括:
识别VPI字段并生成新的VPI值;
识别VCI字段并生成新的VCI值(若此节点仅作VP交换则无此项处理);
根据拥塞控制的处理结果确定是否对CLP、PT字段进行改动。
(3) 用生成的输出信头替换输入信头。
(4) 向与输出链路相连接的物理层发送PHY-DATA.request原语,以变换信头
后的输出信元作为其中的PHY-SDU参数。
交换节点中ATM层的处理过程如图4.14所示。
图4.14 交换节点ATM层工作过程
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